JPH06114731A - 砥石修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置全体の熱変位による修正工具と砥石との相
対変位にかかわらず正確な修正を可能とする砥石修正装
置の提供を目的とする。 【構成】砥石２７に形成された歯の回転方向側面の第１
第２研削側面間の幅より小さい回転方向側面の第１第２
修正側面の例えば凸状歯先部をもつ修正工具２５を用い
て砥石２７の修正を行う修正装置であって、砥石２７の
各研削側面ごとに上記修正工具２５の対応する各修正側
面をそれぞれ均等の切り込み量で接触させ得るように、
砥石２７と修正工具２５との変位を検出する変位検出手
段４９の出力にて装置全体の熱変位による砥石２７と修
正工具２５との変位を検出して、これにより得られる変
位量だけ第１第２修正制御手段により修正工具２５に対
する砥石２７の修正開始位置を補正しており、装置全体
の熱変位にかかわらず、各歯側面のツルーイング量が同
じとなる正確な修正が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車研削盤の砥石の修
正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウォーム歯車状に歯が形成された円筒ウ
ォーム状砥石（以下、砥石という）を使用してはすば歯
車等の被研削物を研削する歯車研削盤において、前記砥
石のツルーイングもしくはドレッシング等の砥石修正を
行う場合、従来、図９に示すように、例えば砥石１（以
下、単に砥石という）の歯面に合致した歯先部２ａをも
つ平円盤状の修正工具２を用いる。修正にあたっては、
修正工具２を、一定速度で回転している砥石１よりも速
い速度で回転し、修正工具２の歯先部２ａの両側面ｔａ
が砥石１の歯側面ｆｌにそれぞれ接触した状態にして、
砥石１の一回転に対して砥石歯溝１ａのピッチにその条
数を乗じたリードで砥石１の軸方向に相対移動させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、大気熱、摺
動部の摩擦熱及び駆動装置の放熱により、修正工具と砥
石間に砥石軸線方向の熱変位を生じる。その結果、砥石
歯溝に合致した歯先部の修正工具で修正を行う従来の修
正装置では、砥石の歯溝両側の歯側面の均一な切り込み
量が得られなくなり、歯溝両側の歯側面間に切れ味の差
を生じてしまうとともに加工精度を悪化させる要因とな
っている。又、上述した方法では、歯溝の底面の切り込
み量を一定のまま、歯側面の切り込み量を変えることが
できない問題があった。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑み、装置全体の熱
変位に起因する修正工具と砥石間の相対変位を吸収し、
歯溝両側の歯側面間に切れ味の差が生じないようにして
加工精度の向上を図るようにした砥石修正装置の提供を
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の砥石修正装置は、砥石と砥石修正工具をそ
れぞれ回転させる回転駆動装置と、砥石回転軸線方向に
砥石と砥石修正工具を相対移動させる送り装置と、砥石
１回転当たり所定のリードでもって砥石回転軸線方向に
砥石と砥石修正工具を相対移動させるよう前記回転駆動
装置並びに送り装置を制御する制御装置とを備え、砥石
修正工具の回転方向両側に形成された第１、第２修正側
面により砥石のウォーム状に形成された歯の回転方向両
側の第１、第２研削側面を修正するようにした砥石修正
装置であって、砥石修正工具の断面形状が凸状の場合は
前記第１、第２修正側面間の幅よりも前記第１、第２研
削側面間の幅を小さくし、砥石修正工具の断面形状が凹
状の場合は前記第１、第２修正側面間の幅よりも前記第
１、第２研削側面間の幅を大きくし、砥石を送り装置に
よって基準位置へ位置決めしたときに砥石修正工具に対
する砥石の回転軸線方向の変位を検出する変位検出装置
を備え、変位検出装置によって得られた砥石の変位量に
第１、第２修正側面間の幅と第１、第２研削側面間の幅
の差の半分を加算した値だけ砥石修正工具に対する砥石
の位置を送り装置によってずらしてから砥石１回転当た
り所定のリードでもって砥石回転軸線方向に砥石と砥石
修正工具を相対移動させる第１の修正制御手段と、変位
検出装置によって得られた砥石の変位量に第１、第２修
正側面間の幅と第１、第２研削側面間の幅の差の半分を
引いた値だけ砥石修正工具に対する砥石の位置を送り装
置によってずらしてから砥石１回転当たり所定のリード
でもって砥石回転軸線方向に砥石と砥石修正工具を相対
移動させる第２の修正制御手段を前記制御装置に備える
ものである。

【０００６】

【作用】本発明に係る砥石修正装置は、砥石修正工具の
断面形状が凸状の場合は前記第１、第２修正側面間の幅
よりも前記第１、第２研削側面間の幅を小さくし、砥石
修正工具の断面形状が凹状の場合は前記第１、第２修正
側面間の幅よりも前記第１、第２研削側面間の幅を大き
くしている。従って、修正工具の第１修正側面に砥石の
第１研削側面を接触させた片当たりの修正と、修正工具
の第２修正側面に砥石の第２研削側面を接触させた片当
たりの修正とが可能となる。その際、大気熱、摩擦熱等
による修正工具に対する砥石の砥石軸線方向の変位量を
検出し、その変位量だけ送り装置によりずらしてから各
修正を行うので、各第１、第２研削側面に第１、第２修
正側面が同じ切り込み量で片当たり状態となり、正確な
修正が可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る砥石修正装置の一実施例
について図面に基づいて説明する。図１及び図２におい
て、機台１１には可動テーブル１２が水平方向に移動可
能に載置されている。この可動テーブル１２の下面には
ボールナット１４が固定されており、このボールナット
１４は機台１１内に架設されたボールねじ１３に螺合し
ている。機台１１の一端に取付けられたモータ１５によ
りボールねじ１３を正逆回転させることにより、ボール
ナット１４と共に可動テーブル１２が機台１１上を図中
左右方向に進退移動する。この可動テーブル１２上に
は、主軸台１６と心押台１７とが対向するように、かつ
可動テーブル１２上を図中左右方向に移動可能に載置さ
れている。

【０００８】また、機台１１には、可動テーブル１２の
移動方向と直交する方向にコラム２３が移動可能に立設
されており、このコラム２３の上記可動テーブル１２側
の前面には回転台１８がその水平軸４４により回転可能
に支持されている。回転台１８には砥石台１９が回転台
回転軸線と直交する方向に摺動可能に支持されている。
回転台１８は、コラム２３にモータ４５が固定され、こ
のモータ４５にシャフト２０が垂下されるような形で回
転連結されている。このシャフト２０にウォーム２１が
軸着され、このウォーム２１に噛合う円形のウォームホ
イル２２が水平軸４４の外周に設けられている。モータ
４５によりウォーム２１を正逆回転させることにより、
回転台１８は水平軸４４を中心として回動する。

【０００９】また、コラム２３の下部には、機台１１に
固定されたモータ４６により回転するボールねじ４７と
コラム２３に固定されたボールナット４８が設けられて
おり、これらによりコラム２３が可動テーブル１２の移
動方向と直交する方向に移動可能になっている。回転台
１８には、回転台１８に固定されたモータ４１により回
転するボールねじ４２と、砥石台１９に固定されたボー
ルナット４３とが設けられており、これらにより砥石台
２７はその回転軸方向に移動する。砥石台１９には、砥
石台１９の移動方向と平行な軸線回りに回転する砥石軸
２６が軸支され、砥石軸２６は砥石台１９に内蔵された
図略のビルトインモータにより回転駆動されるようにな
っている。砥石軸２６の一端には電着砥石２７が取付け
られ、この砥石２７の外周にウォーム状の歯が形成され
ている。前記歯間には、図３にも示すように、歯溝２７
ａが砥石回転方向に連続して形成され、歯溝２７ａの回
転方向両側に第１研削側面２７ｆ₁ と第２研削側面２７
ｆ₂ が形成されている。第１研削側面２７ｆ₁ 、第２の
歯側面２７ｆ₂ 及び歯溝２７ａの底面２７ｒｏにＣＢＮ
などの砥粒がＮｉメッキによって電着されている。

【００１０】また、可動テーブル１２の後部上面には、
ツルーイング装置２４が鉛直方向を軸として立設されて
いる。このツルーイング装置２４の上端には、水平面内
で回転するように平円盤状をなす修正工具２５が回転可
能に支持されている。修正工具２５は、図３に示すよう
に、歯先部２５ａに形成された上向き及び下向き外周側
面２５ｔ₁ ，２５ｔ₂ （第１，第２修正側面）が、砥石
２７に形成された第１研削側面２７ｆ₁ （以下、Ａ歯面
という）及び第２研削側面２７ｆ₂ （以下、Ｂ歯面とい
う）の歯直角断面角に一致する傾斜角でテーパ状に形成
されており、かつ、歯先部２５ａの両側面２５ａ₁ ，２
５ａ₂ 間の幅Ｓは砥石２７の歯直角断面における歯溝幅
Ｈより小さくされている。歯先部２５ａの外周は、歯溝
２７ａの底面２７ｒｏのツルーイングを行う。

【００１１】本実施例では、砥石２７を基準位置に送っ
たときの砥石２７に対する修正工具２５の鉛直軸線方向
の変位を検出する変位検出手段が設けられている。変位
検出手段は、例えば砥石台１９に取付けられた非接触式
の距離センサ４９により構成されている。距離センサ４
９は、図４に示すように、例えば渦電流式センサによる
一対の検出部４９Ａ，４９Ｂを、修正工具２５の上記幅
Ｓより大きい距離だけ離間して対向させたものであり、
検出部４９Ａ、４９Ｂに生じる歯先部２５ａの側面２５
ａ₁ ，２５ａ₂ までの距離を示す信号４９ａ，４９ｂを
出力する。

【００１２】さらに、この歯車研削盤は、図２において
ブロック図で示すように、マイクロコンピュータを用い
た中央処理装置５１を備える制御装置５０によって制御
されている。中央処理装置５１には、各種データの入力
装置５２からの信号と、回転台１８に固定されたモータ
４１の回転量を検出するエンコーダ５８からの信号と、
上記距離センサ４９からの信号４９ａ，４９ｂとが入力
されている。中央処理装置５１に接続されたメモリ５７
には、歯車研削加工時の制御を行うための加工プログラ
ム（省略）のほか、ツルーイング時の制御を行うための
ツルーイングプログラムが格納されている。又、数値デ
ータとして、距離センサ４９が修正工具２５と砥石２７
との変位を検出するために設定される砥石２７の基準位
置、Ａ歯面，Ｂ歯面ツルーイング時の修正開始位置、図
３に示すように砥石２７と修正工具２５とが理想の位置
関係となるときに第１修正側面２５ｔ₁ と第１研削側面
２７ｆ₁ 間に形成される隙間（Ｈ−Ｓ）／２、距離セン
サ４９の信号と比較する距離Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，ツルーイング
直前の検出によって距離センサ４９から得られる距離
Ａ，Ｂ及びツルーイング量Ｑが書き込まれるようになっ
ている。砥石２７の基準位置、Ａ歯面、Ｂ歯面ツルーイ
ング時の修正開始位置、距離Ｄ₁ ，Ｄ₂ は、砥石２７と
修正工具２５間に熱による相対変位がないときの数値で
ある。

【００１３】なお、中央処理装置５１は、歯車研削盤の
各部を駆動するためのモータ１５，４１，４５，４６等
の駆動を制御する信号を出力する。なお、図２では、後
述するツルーイング動作時に駆動されるモータ４１と４
６の制御系のみを示し、他のモータの制御系は同様の回
路で構成されるものとする。パルス分配回路５３，５４
は、中央処理装置５１から出力される制御パルス信号を
モータ４１，４６の駆動用の信号となるように分配する
回路である。駆動回路５４，５６は、パルス分配回路５
３，５４からの出力信号に基づいてモータ４１，４６に
駆動電流を供給する回路である。

【００１４】この歯車研削盤により研削加工を行う場合
には、図１に示すように、主軸台１６のチャック２８と
心押台１７との間に被研削物３０の軸２９を水平に支持
し、砥石台１９のスピンドル２６に装着された砥石２７
を用いて被研削物３０を研削する。そして、被研削物３
０の加工を何回か行うと、砥石２７の歯形が摩耗して変
形するため、修正工具２５により歯形を元の歯形に修正
するためのツルーイングを行う。ツルーイングは、所定
数の被研削物３０の加工が終了する毎に自動的に実行さ
れるか、或いは、入力装置５２に設けられたツルーイン
グ開始スイッチ（図示略）のオン操作によって実行され
る。

【００１５】ツルーイングプログラムの内容を図５のフ
ローチャートに示す。以下、このフローチャートと図６
を援用してツルーイング動作を説明する。ステップ７１
〜７３は上記修正工具２５に対する砥石２７の変位を検
出する処理であり、ステップ７１ではメモリ５７に記憶
された砥石の基準位置まで砥石台１９を下降して、図６
（Ａ）に示すように距離センサ４９に修正工具２５を対
応させ、ステップ７２ではコラム２３を前進して図６
（Ｂ）の点線に示すように修正工具２５の歯先部２５ａ
を検出部４９Ａと４９Ｂで挟んだ状態とし、ステップ７
３では距離センサ４９による修正工具２５に対する砥石
２７の変位の検出を行う。これにより距離センサ４９か
ら得られる距離の信号Ａ、Ｂをメモリ５７に書込む。そ
の後、ステップ７４によりコラム２３を後退して、図６
（Ｂ）の実線に示すように修正工具２５から距離センサ
４９を退避させる。

【００１６】次に、中央処理装置５１は、ステップ７５
〜７９のＡ歯面のツルーイングと、ステップ８０〜８４
のＢ歯面ツルーイングに移る。Ａ歯面ツルーイングのス
テップ７５では、メモリ５７に記憶された修正開始位置
に、数式１に示す移動量を加えた第１補正修正開始位置
へ砥石２７を移動させる。

【００１７】

【数式１】（Ｄ₁ −Ａ）−（Ｈ−Ｓ）／２−Ｑ 上式において、（Ｄ₁ −Ａ）は修正工具２５に対する砥
石２７の変位量を表し、（Ｈ−Ｓ）／２は、修正工具２
５の外周側面２５ｔ₁ と２５ｔ₂ の幅Ｓを砥石２７のＡ
歯面とＢ歯面との幅Ｈより小さくしたことによる移動
量、Ｑはツルーイング量（切り込み量）を表す。この修
正開始位置補正の動作を図６（Ｃ）に示す。数式１で
（Ｈ−Ｓ）／２，Ｑの項がマイナスとなっているのは、
同項が砥石台１９の上昇方向であることを意味する。

【００１８】砥石２７が補正修正開始位置に設定された
後、ステップ７６により修正工具２５を回転し、ステッ
プ７７により砥石２７を回転し、更にステップ７８によ
り修正工具２５の歯先部２５ａに砥石２７の歯側面が接
触可能となるようにコラム２３を前進する。次にステッ
プ７９で、図６（Ｄ）に示すように、砥石２７の１回転
当たり、ピッチに条数を乗じたリードで砥石２７を下降
する。これにより、図７の実線で示す修正工具２５のよ
うに、上向き外周側面２５ｔ₁ がＡ歯面に接触するツル
ーイングがなされる。

【００１９】また、砥石２７は、回転台１８を回転して
図７に示す砥石２７の回転軸Ｐｗを修正工具２５の軸Ｐ
ｔに対して砥石２７の歯のねじれ角だけ傾けることによ
って、砥石２７の歯すじが水平面に対して平行となり、
下向き外周側面２５ｔ₁ が砥石２７のＡ歯面に歯直角断
面で接触するようにしている。この軸Ｐｗの傾斜は、修
正前ののステップで行う。

【００２０】Ａ歯面のツルーイングが終了すると、コラ
ム２３を後退して砥石２７を修正工具２５より退避す
る。そして、本実施例では、図６（Ｅ）に示すように、
砥石台１９は、早送りで修正開始位置まで戻される。上
記Ａ歯面のツルーイングに続けてＢ歯面ツルーイングを
行う。Ｂ歯面ツルーイングのステップ８１では、修正開
始位置に、数式２に示す移動量を加えた第２補正修正開
始位置へ砥石２７を移動させる。

【００２１】

【数式２】（Ｄ₂ −Ａ）＋（Ｈ−Ｓ）／２＋Ｑ この動作を図６（Ｅ）に示す。数式２で（Ｈ−Ｓ）／
２，Ｑの項がプラスとなっているのは、同項が砥石台１
９の下降方向であることを意味する。砥石２７が第２補
正修正開始位置に設定された後は、ステップ７８と同様
のステップ８２によりコラム２３を前進し、次くステッ
プ８３で、図６（Ｆ）に示すように、砥石２７の１回転
当たり、ピッチに条数を乗じたリードで砥石２７を上昇
する。これにより、図７の一点鎖線で示す修正工具２５
のように、下向き外周側面２５ｔ₂ がＢ歯面に接触した
ツルーイングがなされる。Ａ歯面、Ｂ歯面のツルーイン
グと同時に、歯溝２７ａの底面のツルーイングがなされ
る。Ｂ歯面のツルーイングの後、砥石台１９及びコラム
２３は所定の原位置に戻される。

【００２２】このように本実施例は、装置全体の熱変位
で砥石と修正工具の間の距離が変位しても、その相対変
位量だけ原点位置の補正を行って、砥石のＡ歯面及びＢ
歯面ごとに修正工具の外周側面を均一な切り込み量で接
触させ、Ａ歯面及びＢ歯面を別々にツルーイングするた
め、両歯側面ともツルーイング量が同じになる修正が可
能となる。又、Ａ、Ｂ歯面のツルーイング量と歯溝２７
ａの底面のツルーイング量を個々に設定することができ
る。

【００２３】なお、上述した実施例は、Ａ歯面、Ｂ波面
とも修正工具２５に対し、砥石２７を上昇させることに
よりツルーイングを行っているが、Ａ歯面の時は修正工
具２５に対し砥石２７を上昇させ、Ｂ歯面の時は修正工
具２５に対し砥石２７を下降させることによりツルーイ
ングを行っても良い。この場合、メモリにＡ歯面の第１
修正開始位置を、Ｂ歯面の第２修正開始位置をそれぞれ
設定し、距離センサで検出された熱変位量に応じて、第
１修正開始位置、第２修正開始位置を補正する。

【００２４】なお、距離センサ４９は、主軸テーブル１
２側に設け、砥石２７の位置を検出するようにしてもよ
い。また、他の実施例として、修正工具２５は、図８に
示すように、砥石２７の歯形に対応した凹状の溝歯２５
ｅをもつものを用いることもできる。この場合、修正工
具２５の対面する修正側面２５ｔ₁ ，２５ｔ₂ の幅は、
砥石２７のＡ歯面，Ｂ歯面の幅より大きくする。

【００２５】更に、上記修正工具２５に代えて、同形状
のドレッサを設けることにより、砥石２７とドレッサの
熱変位をそれぞれ補正した正確なドレッシングを行うこ
とができる。更にまた、実施例では、砥石２７を軸方向
Ｐｗに移動させているが、修正工具２５を軸Ｐｗ方向に
移動させてもよい。この場合、修正工具２５を軸Ｐｗ方
向に動かす駆動装置を設ける必要がある。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の砥
石修正装置は、例えば砥石に形成された回転方向両側の
第１、第２歯側面幅より修正工具の回転方向両側の第
１、第２外周側面幅より小さい凸状の歯先部をもつ修正
工具を用い、修正工具に対する変位を検出する変位検出
手段からの出力に基づいて、砥石の歯側面ごとに上記修
正工具の外周側面をそれぞれ均等の切り込み量で接触さ
せ得るように、砥石に対する相対的な修正工具の原点位
置を補正しており、大気熱、摩擦熱、駆動装置の放熱に
かかわらず、修正工具と砥石の間の変位を吸収した正確
な砥石の修正が可能となる。

【００２７】又、第１、第２歯側面の切り込み量と、歯
溝底面の切り込み量を個々に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る砥石修正装置の一実施例の正面図
である。

【図２】同装置の側面図及びその制御装置のブロック図
である。

【図３】本発明の修正工具と砥石における歯先部と歯溝
との関係を示す説明図。

【図４】本発明の距離センサと修正工具の関係を示す説
明図。

【図５】本発明によるツルーイングプログラムを示すフ
ローチャート。

【図６】本発明の動作を順に示す概略図。

【図７】本発明による歯側面別々のツルーイングを示す
説明図。

【図８】本発明の他の実施例に係る修正工具と砥石を示
す構成図。

【図９】従来のツルーイングを示す説明図。

【符号の説明】

１８…回転台、１９…砥石台、２４…ツルーイング装
置、２５…修正工具、２５ａ…歯先部、２５ｔ₁ ，２５
ｔ₂ …外周側面、２７…砥石、２７ｆ₁ ，２７ｆ₂…歯
側面、５０…制御装置、４９…距離センサ（距離検出手
段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石と砥石修正工具をそれぞれ回転させる
   回転駆動装置と、砥石回転軸線方向に砥石と砥石修正工
   具を相対移動させる送り装置と、砥石１回転当たり所定
   のリードでもって砥石回転軸線方向に砥石と砥石修正工
   具を相対移動させるよう前記回転駆動装置並びに送り装
   置を制御する制御装置とを備え、砥石修正工具の回転方
   向両側に形成された第１、第２修正側面により砥石のウ
   ォーム状に形成された歯の回転方向両側の第１、第２研
   削側面を修正するようにした砥石修正装置であって、砥
   石修正工具の断面形状が凸状の場合は前記第１、第２修
   正側面間の幅よりも前記第１、第２研削側面間の幅を小
   さくし、砥石修正工具の断面形状が凹状の場合は前記第
   １、第２修正側面間の幅よりも前記第１、第２研削側面
   間の幅を大きくし、砥石を送り装置によって基準位置へ
   位置決めしたときに砥石修正工具に対する砥石の回転軸
   線方向の変位を検出する変位検出装置を備え、変位検出
   装置によって得られた砥石の変位量に第１、第２修正側
   面間の幅と第１、第２研削側面間の幅の差の半分を加算
   した値だけ砥石修正工具に対する砥石の位置を送り装置
   によってずらしてから砥石１回転当たり所定のリードで
   もって砥石回転軸線方向に砥石と砥石修正工具を相対移
   動させる第１の修正制御手段と、変位検出装置によって
   得られた砥石の変位量に第１、第２修正側面間の幅と第
   １、第２研削側面間の幅の差の半分を引いた値だけ砥石
   修正工具に対する砥石の位置を送り装置によってずらし
   てから砥石１回転当たり所定のリードでもって砥石回転
   軸線方向に砥石と砥石修正工具を相対移動させる第２の
   修正制御手段を前記制御装置に備えたことを特徴とする
   砥石修正装置。